如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,经电势差为U的电场加速后,从O点垂直MN边界进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,速度方向与磁场方向垂

如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,经电势差为U的电场加速后,从O点垂直MN边界进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,速度方向与磁场方向垂

题型:不详难度:来源:
如图所示,质量为m、电荷量为q的带电粒子,经电势差为U的电场加速后,从O点垂直MN边界进入磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向外的匀强磁场中,速度方向与磁场方向垂直,最后在MN边界上的P点.设带电粒子初速度为零且不计重力,求:
(1)粒子带何种电荷及粒子进入磁场时的速率;
(2)OP间的距离.
答案
(1)带电粒子在电场中受力运动的方向是从正极向负极,可以判定电荷该粒子带正电;
粒子在电场中被加速.由动能定理得:qU=
1
2
mv2-0,
解得:v=


2qU
m

(2)粒子在匀强磁场中做匀速圆周运动,洛伦兹力提供向心力,由牛顿第二定律可得:
qvB=m
v2
r

解得:r=
1
B


2mU
q

OP间的距离:OP=2r=
2
B


2mU
q

答:(1)粒子带正电荷,粒子进入磁场时的速率为


2qU
m

(2)OP间的距离为
2
B


2mU
q
举一反三
如图所示,x轴上方有一匀强电场,方向与y轴平行,x轴下方有一匀强磁场,方向垂直纸面向里,一质量为m、电量为-q(q>0)的粒子以速度v0从y轴上的P点平行x轴方向射入电场后,从x轴上的O点进入磁场,并从坐标原点O离开磁场,已知OP=L,OQ=2L,不计重力和一切阻力,求:
(1)粒子到达Q点时的速度大小和方向;
(2)粒子在磁场中运动的轨道半径;
(3)粒子在磁场中的运动时间.
题型:不详难度:| 查看答案
如图所示,直角坐标系xoy位于竖直平面内,在‑


3
m≤x≤0的区域内有磁感应强度大小B=4.0×10-4T、方向垂直于纸面向里的条形匀强磁场,其左边界与x轴交于P点;在x>0的区域内有电场强度大小E=4N/C、方向沿y轴正方向的条形匀强电场,其宽度d=2m.一质量m=6.4×10-27kg、电荷量q=-3.2×10‑19C的带电粒子从P点以速度v=4×104m/s,沿与x轴正方向成α=60°角射入磁场,经电场偏转最终通过x轴上的Q点(图中未标出),不计粒子重力.求:
(1)带电粒子在磁场中运动时间;
(2)当电场左边界与y轴重合时Q点的横坐标;
(3)若只改变上述电场强度的大小,要求带电粒子仍能通过Q点,讨论此电场左边界的横坐标x′与电场强度的大小E′的函数关系.
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如图所示,在x轴上方存在垂直于纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B.在xOy平面内,从原点O处沿与x轴正方向成θ角(0<θ<π)以速率v发射一个带正电的粒子(重力不计).则下列说法正确的是(  )
A.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
B.若θ一定,v越大,则粒子在磁场中运动的角速度越大
C.若v一定,θ越大,则粒子在磁场中运动的时间越短
D.若v一定,θ越大,则粒子在离开磁场的位置距O点越远

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如图所示,一个电子(电量为e)以速度v0垂直射入磁感应强度为B,宽为d的匀强磁场中,穿出磁场的速度方向与电子原来的入射方向的夹角为30°,(电子重力忽略不计)求:
(1)标出电子在磁场中的轨迹的圆心O
(2)求电子在磁场中的轨道半径是多少?
(3)电子的质量是多少?
(4)电子穿过磁场的时间是多少?
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如图所示,在xoy平面内第二象限的某区域存在一个矩形匀强磁场区,磁场方向垂直xoy平面向里,边界分别平行于x轴和y轴.一电荷量为e、质量为m的电子,从坐标原点为O以速度v0射入第二象限,速度方向与y轴正方向成45°角,经过磁场偏转后,通过P(0,a)点,速度方向垂直于y轴,不计电子的重力.
(1)若磁场的磁感应强度大小为B0,求电子在磁场中运动的时间t;
(2)为使电子完成上述运动,求磁感应强度B的大小应满足的条件.
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